“NOVAS TECNOLOGIAS APLICADAS AO ENSINO DE FÍSICA: UTILIZANDO O ARDUINO NA CONSTRUÇÃO DE

UMA BALANÇA PLANETÁRIA PARA ESTUDO DA FORÇA PESO”

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DO RIO GRANDE DO NORTECAMPUS JOÃO CÂMARA

Orientador: Me. Raimundo Nonato de Medeiros JúniorCoorientador: Dr. Odailson Cavalcante de Oliveira

João Câmara/RN2019

Trabalho de Conclusão de Curso

Valesca Taciele Oliveira da Silva

▪ Introdução

▪ Objetivos

▪ Aspectos Teóricos

▪ Metodologia

▪ Resultados

▪ Considerações Finais

▪ Recomendações

▪ Referências

2

TÓPICOS A SEREM ABORDADOS

INTRODUÇÃO

3

• Presença de Novas Tecnologias em nosso dia a dia. (VISCONIVI et al, 2015)

• De acordo com Rocha et al (2014), o espaço escolar tem deixado de ser atrativo para nossos

estudantes, o que acaba causando desinteresse.

• Importância da tecnologia e experimentação, no âmbito do Ensino de Física.

• Uma tecnologia que vem sendo explorada de forma satisfatória nos últimos anos, para Ensino

de Física, é o Microcontrolador Arduino (MOREIRA et al, 2018).

• A Física apresentada aos estudantes de maneira lúdica, possibilita aguçar a sua curiosidade

e, portanto, possibilita que eles aprendam de forma mais efetiva (SILVA et al, 2005). Diante

disso, pensou-se no desenvolvimento da Balança Planetária, construída a partir do Arduino.

OBJETIVOS

▪ GERAL:

Construir uma Balança Planetária, a partir de materiais de fácil

acesso e software livre.

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OBJETIVOS

▪ ESPECÍFICOS:

▫ Reunir conhecimentos físicos, eletrônicos e de programação para

docentes e discentes da área desenvolver o recurso didático proposto;

▫ Capacitar o professor a reproduzir, este equipamento específico, para

uma posterior utilização no próprio ambiente da sala de aula;

▫ Incentivar o desenvolvimento de novos recursos educacionais, dentro

desse contexto.

5

ASPECTOS TEÓRICOS

▪ O que de fato se mede na balança?

6

ASPECTOS TEÓRICOS

▪ Sistema Solar

▪ Definição de planeta a partir de 2006 (IAU)

• Estar em órbita ao redor do Sol;

• Ter massa suficiente para que sua própria gravidade supere os esforços de

um corpo rígido, fazendo-o assumir um formato de equilíbrio hidrostático

(quase redonda);

• E ter uma vizinhança livre ao redor de sua órbita.

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ASPECTOS TEÓRICOS

▪ Novas tecnologias aplicadas ao Ensino de Física

Santos, Amorim e Dereczynsky (2017, p.11) destacam a importância

da divulgação e da utilização desta tecnologia:

A divulgação e o incentivo à utilização da placa Arduino trará muitos

benefícios às práticas educativas dos professores por oferecer

riquíssimas oportunidades de contextualização através de vários

projetos já existentes, muitos voltados para o ensino de Física.

8

Arduino UNO

ASPECTOS TEÓRICOS

9

Ano Número de artigos

publicados

2016 3

2017 3

2018 10

2019 4

Estado da arte sobre a utilização do Arduino no Ensino de Física feito na revista

Physics Education referente aos últimos quatro anos

ASPECTOS TEÓRICOS

10

Célula de Carga de 50 KgPonte de Wheatstone do tipo inteira

11

METODOLOGIA

Fluxograma de construção da Balança Planetária

12

METODOLOGIA

Balança Digital de Banheiro Circuito Original da Balança

METODOLOGIA

13

Materiais utilizados

RESULTADOS

14

Primeiro arranjo das 4 Células de Cargas em Ponte Completa

E-E-

E+E+

A +

A +

A -A -

5 v

RESULTADOS

15

Segundo arranjo das 4 Células de Cargas em Ponte completa

E-

E+

A + A -

E-

E+

A + A -

RESULTADOS

16

Diagrama de conexões da Balança Digital com Arduino

RESULTADOS

17

Esquema do circuito inicial entre Balança Digital e o Arduino

RESULTADOS

18

Esquema do circuito final da Balança Planetária

RESULTADOS

19

Balança PlanetáriaFoto do Circuito Final da Balança Planetária em pleno funcionamento

RESULTADOS

20

Materias Valor (R$)

Balança Digital de Banheiro 60,00

Arduino Uno 52,10

Módulo HX711 12,82

Display LCD 20x4 47,40

Módulo I2C 11,78

Push Button 5,00

Resistores 0,90

Fonte 12 V 17,58

Protoboard 15,90

Jumpers 8,40

Estrutura de madeira 150,00

Adesivos 6,00

Caixa de passagem de plástico 16,00

Total R$ 403,88

Materiais utilizados na construção da “Balança Planetária”

CONSIDERAÇÕES FINAIS

▪ Conclusões:

▫ O objetivo do trabalho foi alcançado, uma vez que, essa construção foi concluída com êxito;

▫ Importância da união de conhecimentos da Física, de Eletrônica e de Programação, bem como, o fato de sua

construção ter sido pensada de forma a facilitar e viabilizar sua reprodução nas escolas;

▫ Com a versatilidade do Arduino, o equipamento poderá ser reproduzido e, até mesmo, adaptado com

facilidade, por professores que não possuam muita experiência em eletrônica e programação;

▫ O aluno poderá, de forma lúdica, simular a variação de seu peso em qualquer planeta do Sistema Solar;

▫ O professor pode desenvolver habilidades extras relativas ao uso de microcontroladores e programação, se

tornando diferenciado.21

RECOMENDAÇÕES

▪ Recomendações:

▫ Recomenda-se que o professor construa a Balança Planetária com seus

próprios alunos;

▫ Como continuidade deste trabalho, pretende-se futuramente acrescentar à

Balança Planetária uma placa de circuito impresso com um potenciômetro

para ajuste da gravidade “g” e um Menu Planetário, por meio de um

software com interface gráfica, operado por computador ou aplicativo de

celular.22

REFERÊNCIAS

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23

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